Sonic hedgehog信号通过调控肾素—血管紧张素系统促进慢性肾脏病的进展

作     者：吴松钊 

作者单位：南方医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘友华;周丽丽

授予年度：2017年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学] 

主      题：Sonic hedgehog cyclopamine MAPK 肾素血管紧张素系统 血压 慢性肾脏病 

摘      要：研究背景在在全球范围内,慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的发病率不断增长,危害着世界上约10%～1 3%的成年人的身体健康,日益成为世界上重要的公共健康难题。在相关致病条件下,慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)给个人、家庭、社会经济和公共卫生带来了巨大的负担。因此,有效防治CKD成为目前肾脏病研究工作中的一个难点和重点。CKD病情迁延不愈,逐渐进展为终末期肾脏病(end-stage renal disease,ESRD),最后终身需要肾脏替代治疗或者是肾脏移植,其中异常激活的RAS在CKD慢性进展进程中发挥着重要的作用,RAS的激活能够引起水、电解质和酸碱平衡紊乱,导致血压升高和肾脏纤维化,促进了 CKD和心脑血管疾病的发生发展。肾素-血管紧张素系统包含四种成分,分别是:血管紧张素原(AGT),肾素(renin),血管紧张素转换酶(ACE)和血管紧张素Ⅱ受体(AT1和AT2)。机体在正常生理情况下,RAS的四种成分广泛存在于机体的血液循环系统,其由肝脏、肾脏以及肺等全身不同器官合成并分泌产生,在体内受到一系列机制的复杂而严格的调控。然而已有大量实验研究表明,肾脏损伤后,受损的肾脏可激活RAS的四种成分,而异常激活的RAS又促进了高血压、CKD以及心血管疾病的发生和发展。如今,临床上关于RAS的治疗药物主要是血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂(ARB)和血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)这两种肾素-血管紧张素系统(RAS)的阻滞剂,ARB和ACEI虽在一定程度上能够降低血压和尿蛋白,延缓CKD的进展,但这些药物在发挥抑制RAS的作用时疗效有限,伴存着“血管紧张素Ⅱ逃逸现象,并不能充分抑制RAS、阻断CKD向ESRD的进展,这也许意味着在CKD中可能存在其他的相关病理机制激活了 RAS,导致CKD向ESRD的进展。所以在应用ACEI、ARB类药物外,急需进一步研究肾脏损伤的相关病理和生理机制,寻找新的治疗策略和药物来阻断或防治高血压的发生和CKD的发生发展。Hedgehog信号通路是生物进化过程中一条保守的、调控发育的信号级联途径,其调节多种生物进程,例如胚胎发育,损伤修复和肿瘤发生等等,并在组织内环境稳定中起着重要作用。Sonic hedgehog(Shh)作为hedgehog信号通路中研究最为深入的配体,是分泌型细胞外信号蛋白,在调节哺乳动物器官发生发展的一系列发育过程中发挥重要作用,是多种组织器官形成的形态发生因子。因此,Shh信号通路中各种组分的异常均可导致严重的发育异常.正常情况下,当机体发育完成后,Shh信号变为静息状态,Shh信号通的异常激活可引起各种组织器官的异常疾病。Shh的作用机制主要是经典和非经典两条通路,经典通路是“shh-Ptch1-Smo-Gli-1,经典通路是“shh-Ptch1-Smo-Gli-1,即 shh 首先与细胞膜上Ptch1结合,抑制Ptch1的活性从而解除Ptch1对Smo蛋白的抑制,激活细胞膜上的Smo蛋白,之后通过复杂的级联反应激活Gli家族转录因子(Gli-1为主)进入细胞核,然后调控靶基因的转录表达。非经典通路主要包括两条:首先,Shh不依赖于Ptch1受体和Smo蛋白,而通过其他途径激活Gli-1,然后调控靶基因的转录表达;Shh通过与Ptch1受体或Smo蛋白作用,但不引起Gli-1的活化,而通过其他途径控靶基因的转录表达。另外,cyclopamine(CPN)作为Smo的特异性抑制剂,能够有效地抑制Smo的活性,从而有效阻断shh信号通路。前期研究表明,肾脏损伤后,肾小管上皮细胞能够特异性合成并分泌shh,shh以旁分泌的方式作用于肾间质的成纤维细胞,促进成纤维细胞的增值分化和纤维化,导致肾脏纤维化的发生和发展。在CKD发生发展的进程中,RAS的激活和Shh信号通路的异常活化都相应地通过一定的作用机制促进了肾脏的纤维化。目前关于Sonic hedgehog信号通路与RAS之间的关系尚无相关研究,因此,据此可以推想:Sonic hedgehog信号通路和RAS之间可能存在某种直接或间接的关联,Sonic hedgehog信号通过调控RAS从而促进了 CKD的发生和发展,最终导致CKD向ESRD的慢性进展。本课题主要着重于探讨CKD中shh与RAS之间的相互作用及其具体机制。从以下两个方向研究:1,体外实验,重组shh蛋白孵育肾小管上皮细胞(HKC-8),模拟shh对HKC-8的生物学作用,并探讨shh信号通路对RAS的激活作用;2,体内实验:CD1小鼠5/6肾切(5/6NX)模拟CKD模型,过表达pFlag-shh并用CPN靶向抑制Smo,进一步探讨和证实shh对RAS的激活作用及相关机制。本课题的探索研究为防治CK